| 研究課題/領域番号 |
20K21232
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| 研究種目 |
挑戦的研究(萌芽)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 審査区分 |
中区分36:無機材料化学、エネルギー関連化学およびその関連分野
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| 研究機関 | 東北大学 |
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研究代表者 |
岡 大地 東北大学, 理学研究科, 助教 (20756514)
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| 研究期間 (年度) |
2020-07-30 – 2022-03-31
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| キーワード | オキシハライド / エピタキシー / ミスト化学気相成長 / 光エネルギー変換 |
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| 研究成果の概要 |
簡便な溶液プロセスであるミスト化学気相成長法を活用し、光エネルギー変換応用が期待されるビスマスオキシハライドの高品質な単結晶性薄膜を合成することに初めて成功した。放射光を用いた精密な構造解析の結果、酸素欠損が極めて局所的な格子歪みを生じることが分かった。さらに、電気化学測定によってビスマスオキシハライドの内部量子収率を初めて決定し、酸素欠損は可視光域における外部量子収率を効果的に向上させることを明らかにした。より高い変換効率を示す材料を探索するための技術として、硫黄の導入によりアニオンを3種含む複雑な組成の複合アニオン化合物のエピタキシャル合成手法の開発にも成功した。
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| 自由記述の分野 |
固体化学
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
オキシハライドをはじめとする複合アニオン化合物は多様なアニオン組成に基づき、バンド構造や物理特性を柔軟に制御できる新材料として近年注目されている。多くのアニオン性元素は蒸気圧が高いため、従来の半導体薄膜合成に用いられる真空蒸着法での薄膜合成が困難だったが、本研究の推進により複合アニオン化合物の高品質薄膜を簡便な溶液プロセスで合成できることが実証された。また、これまでの粉体の研究では未解明だった酸素欠損が構造や光エネルギー変換特性に与える影響が定量的に評価されたことから、太陽電池をはじめとする積層素子に活用できる新材料を化学組成制御に基づいて開発するための指針が得られた。
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